Fisiopatologia Respiratoria

FISIOPATOLOGIA RESPIRATORIA

Dr Martín Casas CasasMédico Intensivista

HNAAA

INGRESO DE MATERIAL EXTRAÑO AL SISTEMA RESPIRATORIO

• El sistema respiratorio por estar en contacto directo e intimo con el medio externo, esta en contacto con diversos tipos de aerosoles que pueden ser partículas sólidas o líquidas capases de mantenerse en suspensión en el aire que pueden ser inhaladas.

• Partículas mayores de 10u caen rápidamente en el epitelio nasal, las mas pequeñas pueden mantenerse en suspensión especialmente si el aire esta en movimiento.

MECANISMOS DE LAS PARTÍCULAS EN SUSPENCION

• Inercia: Por este mecanismos las partículas mas grandes caen y chocan en la mucosa nasal y son atrapados, las partículas mayores de 10 micras y gran parte de las mayores de 3 micras.

• Sedimentación: Por efecto de la gravedad si tienen tiempo suficiente, ocurre con mayor facilidad cuando no hay movimiento de aire. Adquiere mayor importancia en vías aéreas periféricas y en alveolos. Para partículas de 0.2 a 5 micras.

• Difusión: Solo tiene importancia para partículas de 0.1 o menos

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

• FILTRACIÓN.

• HUMEDIFICACIÓN.

• CALENTAMIENTO.

MECANISMOS DE DEFENZA INESPECÍFICO

TOS

• Se produce por la estimulación de receptores de irritación localizados en tráquea y grandes bronquios.

• Inspiración profunda, cierre de la glotis y contracción de músculos respiratorios con presiones de 136 cm de agua.

• Se abre la glotis expulsando el aire violentamente que puede alcanzar el 30% de la velocidad del sonido.

• Las secreciones y partículas atrapadas causantes de la estimulación, son arrastradas por la corriente de aire y levadas a la glotis para ser expulsadas o deglutidas,

TOS

Expulsión rápida y brusca del aire durante la espiración que se acompaña de un sonido característico

Piirila P, Sovijarvi AR. Objective assessment of cough. Eur Respir J 1995

• Se considera que la tos es patológica si es excesiva, inapropiada o se acompaña de esputo.

• Constituye un vehículo importante en la difusión de enfermedades a través de la vía aérea

FISIOLOGÍA DEL REFLEJO DE LA TOS

DISMINUYEN O ANULAN EL REFLEJO DE LA TOS

• Depresión del SNC.• Falta de fuerza de los músculos respiratorios.• Dolor torácico o abdominal.• Falta de cierre de la glotis.

MECANISMOS DE DEFENZA INESPECIFICO

Inmunidad Innata: barreras físicas y bioquímicas

Cilias

Bajo pH y comensales en la vagina

Epitelios de revestimiento:

respiratorio

digestivo

génito-urinario

Lisozima en lágrimas y otras secreciones

comensales

Piel (1,5-2m2)

(barrera física)

Mucosas (400m2)

Mucus

Glicocálix

Péptidos antimicrobianos

piel

MacrófagoMastocito

Complemento

Vaso sanguíneo

Defensas innatas: una mirada global

Reconocimiento

Mecanismos efectoresMuerte del patógeno lisis fagocitosis apoptosis

Selectivo Limitado a patógenos (PAMPs) y componentes derivados de células alteradas

Inflamación mediada por moléculas

vasoactivas y quimiotácticas

Monocito

Activación

Célula dendrítica inmadura

Neutrófilo

bacterias

Estrategia de reconocimiento del sistema inmune innato: Señales de peligro en patógenos: PATRONES MOLECULARES ASOCIADOS A PATOGENOS (PAMPs)

Lipopolisacárido (LPS)

Gram - Gram +

Péptidoglicanos

Acido teicoico

Flagelina (proteína)

PARED BACTERIANA

PARED DE LEVADURAS

DNA no metilado

RNA doble hebra

ARN Y ADN VIRALES

TRANSPORTE MUCOCILIAR

• La superficie de las vías aéreas están cubiertas por secreciones seromucosas que esta compuesta por una capa líquida en contacto con el epitelio y una gelatina superficial al cuál se adhieren partículas, esta última capa se mueve hacia la glotis como una correa transportadora por acción de los cilios que son las de 200 por célula que se encuentran batientes en forma unidireccional.

COMPONENTES ACTIVOS DE LAS SECRECIONES MUCOSAS RESPIRATORIAS

• Lisosima: Enzima que actúa en la pared celular de gran positivos su acción aumenta por los anticuerpos y el complemento.

• Interferon: Conjunto de moléculas glicoproteinas producidas por los linfocitos, PMN, Macrófagos y fibroblastos mediadores de actividad viral e inmunomoduladora.

• Complemento: Conjunto de proteínas plasmáticas que son activadas por la vía clásica o alternativa, producen daño de membranas celulares y median procesos inflamatorios , opsonización de bacterias facilitando la fagositosis.

• Surfactante: Tienen propiedades de opsonizar, ligándose al lipopolisacárido induciendo la fagocitosis.

• Fibronectina: Glicoproteina cubre los receptores celulares a las cuales se adhieren las bacterias gram negativas.

• Antiproteasas y antioxidantes: En el intersticio existen múltiples enzimas antiproteolíticas y antioxidantes capaces de neutralizar la actividad de los mediadores y enzimas liberadas por fagocitos como el superóxido dismutasa, alfa 1 antitripsina, catalasas.

• Lactoferrina: Secretada por células epiteliales y neutrófilos privan de Hierro a las bacterias, y potencian la IgA

• Fagocitos: Macrófagos alveolares.

• Polimorfonucleares.

• Celulas citócidas naturales o Natural Killer.

• Basófilos/Mastocitos.

• Células dendríticas

NADPH2+

2 O2

Sistema NADPHoxidasa

2 .O2-

NADP+ + 2H+

2H+

H2O2O2

SOD

HOClMPO

Cl-

Especies reactivas del oxígeno

gp91

p22

p47

p40 p6

7 Rac

Estallido respiratorio:

FAGOSO

MA

MECANISMOS MICROBICIDAS

Moléculas en los fagolisosomas:• enzimas proteolíticas – digestión• lisozima, lactoferrina• péptidos antimicrobianos (defensinas) - dañan la membrana

Arginina citrulina

O2 NO.

.O2-

. ONOO

Otras E

RN

Especies reactivas del nitrógeno

iNOS

Óxido nítrico sintasa inducible

FAGOSO

MA

CITOSOL

• agentes oxidantes

• Después que salen de la MO los neutófilos su vida media es de 4 a 6 horas circulando y 4 a 5 días en los tejidos donde son necesarios.

• Los monocitos de 10 a 20 horas en sangre luego en los tejidos se convierten en macrófagos tisulares y pueden vivir meses , estas células son la base del sistema macrofágico tisular que proporcionan una defensa continua.

Línea de defensa: neutrófilos y macrófagos

• Destruyen bacterias y virus.• Los macrófagos comienzan como monocitos circulantes , una

vez en los tejidos aumentan de tamaño hasta 5 veces, 60 a 80 um siendo muy capases de combatir microorganismos.

• Los leucocitos entran en los espacios tisulares por diapedesis.

• Se mueven atreves de los espacios tisulares por movimientos ameboideos.

• Los leucocitos son atraídos a las zonas de tejidos inflamado mediante quimiotaxis, que dependen dela gradiente de concentración de sustancias quimiotácticas.

Efecto tabicador de la inflamación

• La inflamación aísla la zona lesionada del resto de los tejidos, bloqueando los espacios tisulares y linfáticos con coágulos de fibrinógeno.

• El Macrófago tisular es la primera línea de defensa contra la infección.

• Invasión de neutrófilos a la zona inflamada, es una segunda línea de defensa en la horas siguientes a la infección debida a citoquinas inflamatorias FNT y IL1. Aumentando rápido el número de neutrófilos en la sangre.

DEFENZAS ESPECÍFICAS DEL SISTEMA RESPIRATORIO

• Sistema adquirido y evolucionados gracias al contacto previo con el agente nocivo concreto.

• La principal característica de la inmunidad adaptativa es la especificidad y su memoria frente al agente nocivo.

INMUNIDAD AQUIRIDA O ADAPTATIVA

• Gran parte de la inmunidad es inmunidad Adaptativa o adquirida.

• Precisa de semanas a meses para desarrollarse.• Es un proceso dirigido a microorganismos

específicos como bacterias, virus, toxinas mortales.• Forman anticuerpos , linfocitos activados, que

destruyen microorganismos.• Pueden conferir memoria.• Pueden conferir protección extrema.

Tipos básicos de inmunidad adquirida

• Humoral : Ligado al LB producción de anticuerpos circulantes capases de atacar, destruir y opsonizar partículas, bacterias virus

• Mediada por células: LT activadas en GL para destruir microorganismos extraños( inmunidad celular).

Los dos tipos de inmunidad adquirida lo inician los antígenos. El cuerpo debe disponer de algún mecanismo de reconocimiento al invasor, , cada microorganismo o toxina contiene siempre uno o mas compuestos químicos diferentes de los otros se trata de proteínas grandes o grandes polisacáridos y son ellos los que generan anticuerpos.

• El microorganismo agresor entra en los líquidos tisulares y luego transportados a los vasos linfáticos y ganglios linfáticos estando expuestos estos antígenos, que invaden de los tejidos periféricos y finalmente el tejido del bazo timo y MO en la interceptación de sustancias antigénicas que alcanzan la sangre

Linfocitos T y B• Linfocitos T :son responsables de formar linfocitos activados que

proporcionan inmunidad celular.• Linfocitos B Forman anticuerpos que proporcionan inmunidad humoral.• Derivan de células precursoras hematopoyéticas pluripotenciales que

forman células progenitoras linfoides.• Casi todos los linfocitos que se forman acaban en el tejido linfático.• Se pre procesan : los linfocitos t activados migran al timo y son pre

procesados.• Los linfocitos B destinados a formar anticuerpos son pre procesados en

el hígado y en la MO al final de la vida fetal y después del nacimiento.• Se descubrió los LB en aves que tienen un órgano de procesamiento

especial llamado bolsa de Fabricio.

• Cuando los antígenos específicos entran en contacto con los LT y LB en el tejido linfático, ciertos LT se activan para formar LT activados y ciertos LB se activan para formar anticuerpos.

• Los LT activados y los anticuerpos reaccionan de manera muy específica frente a los tipos particulares de antígenos que inician su desarrollo.

• En el tejido linfático se almacenan millones de diferentes tipos de LB preformados y de LT preformados que son capaces de formar tipos muy específicos de anticuerpos y de LT con un solo tipo de especificidad.

• Solo el tipo específico de antígeno con el que puede reaccionar el LT y el LB puede activarse.

• Una vez activado se reproduce formando un enorme número de linfocitos clonados liberados a la linfa después a la sangre y circulan en los tejidos corporales para volver a la linfa circulando a veces alrededor de éste círculo meses o años.

• Solo varios cientos a algunos miles de genes codifican millones diferentes de anticuerpos y linfocitos T.

• Solo segmentos de genes (cientos de tales) que durante el procesamiento de los LT y LB se mezclan entre si en combinaciones aleatorias con los que finalmente forman genes complejos.

• Es así como millones de tipos diferentes de genes que pueden aparecer formándose por cada LT o B con una especificidad antigénica.

DISNEA

«dificultad para respirar», «sensación subjetiva de falta de aire» o «percepción desagradable de la respiración»

Fishman AP. Editor. Manual de enfermedades pulmonares (3ª ed). McGraw-Hill Interamericana. México. 2003.

DISNEA AGUDA Y CRÓNICA

• ¿Tiene usted dificultad para respirar en reposo?• ¿Presenta dolor torácico?• ¿Qué estaba haciendo antes de comenzar la disnea?• ¿Tiene antecedentes de enfermedad pulmonar o cardiaca?• ¿Tiene antecedentes de inmovilización, fracturas o cirugía

reciente?• ¿Puede detallarme los síntomas acompañantes?

Mahler DA. Dyspnea: diagnosis and management. Clin Chest Med 1997

British Medical Research Council (MRC)

• GRADO 0: Ausencia de disnea• GRADO 1: Disnea al correr en llano o subir una cuesta• GRADO 2: Tiene que andar por llano más despacio que las

personas de su edad• GRADO 3: Tiene que parar tras caminar unos 100 m • GRADO 4: Disnea al lavarse o vestirse

•Concepto: coloración azulada de piel y mucosas.

Cianosis

•Etiología: patologías pulmonares y/o cardiovasculares

Condiciones para la aparición de cianosis

• Debe existir más de 5 g% de hemoglobina reducida en los capilares sistémicos

La cianosis es cantidad de Hb circulante-dependiente:

Condición Hb total g% Hb reducida g% cianosis

normal 15 2,17 NO

normal + hipoxia 15 5,25 SI

anemia + hipoxia 10 3,5 NO

poliglobulia + leve hipoxia 17 5,1 SI

Tipos de cianosis

Cianosis

Periférica

Pulmonar Cardíaca Isquemia Estasis

Central

Etiología según tipo de cianosis: central - periférica

• Central: – Insuficiencia respiratoria– Shunts cardíacos de derecha a izquierda– Insuficiencia ventricular izquierda severa– Hipoflujo arterial pulmonar (ins. ventricular derecha)– Hipertensión venosa y capilar pulmonar

• Periférica:– Isquemia– Estasis venosa– Mayor extracción tisular de O2 *

TENSIÓN SUPERFICIAL

• Es la fuerza molecular presente sobre la superficie

de un líquido que tiende a que el área de superficie

expuesta a la atmósfera sea lo más pequeña posible.

FACTOR SURFACTANTE

Mezcla de fosfolípidos (principalmente lecitina y

esfingomielina)

Es secretado por las células

alveolares tipo II

Hacia los alvéolos y las vías respiratorias

↓ la tensión superficial de los

líquidos pulmonares

Mejora las propiedades elásticas del tejido pulmonar

La ↓ o ausencia de surfactante que se da en muchos procesos patológicos

pulmonares

Es uno de los principales factores contribuyentes de ATELECTASIA

La interrupción de la llegada de aire (por obstrucción de un bronquio) causa resorción del

aire ATELECTASIA

Mecanismos por los que se produce Atelectasia

• OBSTRUCTIVA O POR ABSORCION• ADHESIVA O POR RESORCION• COMPRESION• CICATRIZAL

ETIOLOGÍA DE ATELECTASIA

PRINCIPAL:• Obstrucción intraluminal

por:– Tapones de exudado

bronquial espeso– Tumores

endobronquiales– Cuerpos extraños

OTROS:• Compresión pulmonar

externa (por gas o líquido en cavidad pleural como en derrame pleural o neumotórax)

• Interferencia en la producción de surfactante

FACTORES PREDISPONENTES

• Altas dosis de sedantes y opiáceos

• Concentraciones altas de oxígeno

• Inmovilización• Cirugías de

tórax y abdomen

SIGNOS Y SÍNTOMAS

DEPENDEN

DE:

• Rapidez con que ocurra la oclusión bronquial

• De la extensión del pulmón afectado

• De la Coexistencia o no, de infección

Si la atelectasia es leve, los síntomas pasan inadvertidos, si es más importante sí hay

síntomas

SIGNOS Y SÍNTOMAS

• Taquipnea• Fiebre• Tos• Disnea• Aleteo Nasal

IRA. Definición

Se presenta cuando el sistema pulmonar no es capaz de realizar un intercambio gaseoso adecuado para cubrir las demandas metabólicas del organismo:– Eliminación de CO2

– Oxigenación

www.reeme.arizona.edu

Es una de las principales causas de ingreso en Emergencia e UCIG

IRA. Definición

• Hipoxemia con o sin hipercarbia en ausencia de cortocircuitos intracardiacos

• PaO2 < 50 mmHg

• PaCO2 > 50 mmHg

(respirando aire ambiente y en reposo)(PaO2 < 65 Torr con oxigenoterapia)


IRA. Tipos

• Hipoxémica• Hipercárbica

• Aguda• Crónica

• Con enfermedad pulmonar previa• Sin enfermedad pulmonar previa


IRA. Tipos

• Hipoxémica:– LAP/SDRA– EAP

• Hipercárbica:– Obstrucción al flujo en vía aérea– IRA central– IRA neuromuscular

• Mixtawww.reeme.arizona.edu

Causas de hipoxemia

• Disminución de la Fio2• Disminución de la Pvo2• Alteraciones de la difusión• Alteraciones de la razón V/Q• Cortocircuito intrapulmonar D-I


• Neoplasia• Infecciones• Trauma• Otros:

–Bronco espasmo–IC–LAP/SDRA–Embolismo–Atelectasias–Enfermedad intersticial


Causas de hipoxemia-hipercarbia

(acidosis respiratoria)

• Hipoventilación alveolar– Impulso ventilatorio central– Trastorno neuromuscular– Alteración muscular y de pared torácica– Alteración de las vías aéreas

• Aumento del VD/VT x alteración V/Q• Aumento de la producción de CO2


•Neuromuscular :–Trauma, medicación, metabólica, neo, infección, miastenia ...

•Central :–Medicación, metabólica, neos, infección, SAS

•Vía aérea :–Infecciones, aumento tisular, trauma, parálisis de cuerdas ..

•Pared torácica: –Trauma, derrame pleural, escoliosis, esclerodermia ...


Fisiopatología: Hipoxemia

• Inadecuada de la ventilación/perfusiónQ > V => efecto shunt (Qs/Qt) .

• Causas menos comunes:– Difusión membrana alveolo-capilar– Hipoventilación alveolar– Altitud


D (A-a) O2 < 20 Torr

PAO2 = Fio2 (PB – 47) – (1,25 PaCO2)

Fisiopatología. Hipercarbia

• Secundaria a afección de uno de los factores VA = (VT – VD) f

• Si la PaCO2 no estimula el centro respiratorio:– medicación, EPOC, – alteración neurológica– alteración músculos respiratorios


Manifestaciones de la IRAclínica y gasometría

• Agitación a somnolencia .• Aumento del trabajo respiratorio .• Respiración paradójica .• Cianosis (anemia) y disnea .• Diaforesis, taquicardia, hipertensión .


PaO2 < 50 y PaCO2 > 50. En EPOC: PaCO2 > 5 Torr de basal

BIOQUÍMICA DE ÁCIDOS Y BASESBIOQUÍMICA DE ÁCIDOS Y BASES

Definiciones : - Ácidos: Compuesto químico que puede donar un ión hidrogenión (protón) a otra molécula- Compuesto básico: Sustancia que puede aceptar un ión hidrógeno (H+) de otro compuesto- Ácido fuerte: Ácido que se disocia rápidamente y libera grandes cantidades de H+ en una solución, i.e. HCl- Ácido débil: Ácido con menor tendencia sus iones, liberando H+ con mayor dificultad, i.e. H2CO3

- Sistema tampón o “buffer”: Sustancia que puede unirse con H+ de forma reversible: Buffer + H+ H Buffer (ácido débil)

- pH: La acidez de una solución depende de la actividad ó concentración de los H+ en la misma En soluciones muy diluidas: Actividad H+ similar a su concentración En soluciones muy concentradas: Actividad H+ inferior a su concentración En sangre: Actividad H+ se considera similar a su concentración Rango actividad de H+ en una solución se expresa mediante escala de pH: pH = - log [H+]

Definiciones : - Ácidos: Compuesto químico que puede donar un ión hidrogenión (protón) a otra molécula- Compuesto básico: Sustancia que puede aceptar un ión hidrógeno (H+) de otro compuesto- Ácido fuerte: Ácido que se disocia rápidamente y libera grandes cantidades de H+ en una solución, i.e. HCl- Ácido débil: Ácido con menor tendencia sus iones, liberando H+ con mayor dificultad, i.e. H2CO3

- Sistema tampón o “buffer”: Sustancia que puede unirse con H+ de forma reversible: Buffer + H+ H Buffer (ácido débil)

- pH: La acidez de una solución depende de la actividad ó concentración de los H+ en la misma En soluciones muy diluidas: Actividad H+ similar a su concentración En soluciones muy concentradas: Actividad H+ inferior a su concentración En sangre: Actividad H+ se considera similar a su concentración Rango actividad de H+ en una solución se expresa mediante escala de pH: pH = - log [H+]


Definiciones : - En el cuerpo humano: Rango de pH oscila entre 1 (ácido gástrico) y 7.5 (páncreas) Sangre arterial: 7.4, normalidad: 7.35-7.45

- Según fórmula: pH = - log [H+] ↑ pH [H+], alcalinización del medio pH ↑ [H+], acidificación del medio

- En el ser humano: Los H+ son cationes fuertes que interaccionan especialmente con proteínas, de carga negativa (aniones débiles) cambios estructurales + funcionales- Ejemplos: Hemoglobina pierde afinidad por el Oxígeno en condiciones de pH bajo (Fenómeno de Bohr) Extremos de pH: pH > 7.8 ó pH < 6.9 Incompatibles con la vida

Definiciones : - En el cuerpo humano: Rango de pH oscila entre 1 (ácido gástrico) y 7.5 (páncreas) Sangre arterial: 7.4, normalidad: 7.35-7.45

- Según fórmula: pH = - log [H+] ↑ pH [H+], alcalinización del medio pH ↑ [H+], acidificación del medio

- En el ser humano: Los H+ son cationes fuertes que interaccionan especialmente con proteínas, de carga negativa (aniones débiles) cambios estructurales + funcionales- Ejemplos: Hemoglobina pierde afinidad por el Oxígeno en condiciones de pH bajo (Fenómeno de Bohr) Extremos de pH: pH > 7.8 ó pH < 6.9 Incompatibles con la vida


Origen del pH :

- La principal fuente de H+ es el dióxido de carbono (CO2), producto final del catabolismo oxidativo de la glucosa y ácidos grasos:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

- En los capilares pulmonares: Este proceso se revierte, el CO2 diluido en sangre pasa la barrera alveolo-capilar y se elimina mediante la ventilación alveolar. El ácido carbónico pasa entonces a gas (ácido volátil) y es eliminado por los pulmones

- Ácidos no volátiles: Representan sólo un 0.2% del total de ácidos producidos Ejemplos: ácido sulfúrico (metabolismo cisteína), ácido fosfórico (fosfolipoproteínas), ácido láctico (metabolismo anaeróbico glucosa) → CO2, ingesta

accidental ó farmacológica, ácidos derivados de procesos patológicos (cetoacidosis diabética). Eliminación este tipo ácidos: Tracto digestivo Riñón

Origen del pH :

- La principal fuente de H+ es el dióxido de carbono (CO2), producto final del catabolismo oxidativo de la glucosa y ácidos grasos:

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

- En los capilares pulmonares: Este proceso se revierte, el CO2 diluido en sangre pasa la barrera alveolo-capilar y se elimina mediante la ventilación alveolar. El ácido carbónico pasa entonces a gas (ácido volátil) y es eliminado por los pulmones

- Ácidos no volátiles: Representan sólo un 0.2% del total de ácidos producidos Ejemplos: ácido sulfúrico (metabolismo cisteína), ácido fosfórico (fosfolipoproteínas), ácido láctico (metabolismo anaeróbico glucosa) → CO2, ingesta

accidental ó farmacológica, ácidos derivados de procesos patológicos (cetoacidosis diabética). Eliminación este tipo ácidos: Tracto digestivo Riñón


Sistemas de Defensa contra los cambios de [H+]:- Sistemas tampón ácido-base- Centro respiratorio: regula la eliminación de CO2 (H2CO3)

- Riñones: excretan orina ácida o alcalina

Puesta en marcha: Cuando se produce una modificación en la [H+], los sistemas tampón reaccionan en fracciones de segundo para minimizar estos cambios Los sistemas tampón NO eliminan ni añaden H+ al organismo, sólo los mantienen “controlados” hasta el restablecimiento del equilibrio

El sistema respiratorio actúa en pocos minutos para eliminar el CO2

-Estos 2 sistemas mantienen “controlados” los niveles de H+ hasta que actúan los:

Riñones: más lentos en actuar, pero eliminan el exceso de ácido o base del cuerpo

A pesar de su lentitud en actuar, al cabo de unas pocas horas y días, los riñones constituyen el sistema regulador del equilibrio ácido-base más potente

Sistemas de Defensa contra los cambios de [H+]:- Sistemas tampón ácido-base- Centro respiratorio: regula la eliminación de CO2 (H2CO3)

- Riñones: excretan orina ácida o alcalina

Puesta en marcha: Cuando se produce una modificación en la [H+], los sistemas tampón reaccionan en fracciones de segundo para minimizar estos cambios Los sistemas tampón NO eliminan ni añaden H+ al organismo, sólo los mantienen “controlados” hasta el restablecimiento del equilibrio

El sistema respiratorio actúa en pocos minutos para eliminar el CO2

-Estos 2 sistemas mantienen “controlados” los niveles de H+ hasta que actúan los:

Riñones: más lentos en actuar, pero eliminan el exceso de ácido o base del cuerpo

A pesar de su lentitud en actuar, al cabo de unas pocas horas y días, los riñones constituyen el sistema regulador del equilibrio ácido-base más potente


SISTEMAS TAMPÓN :

- En el rango fisiológico: bicarbonato, fosfatos, y proteínas actúan como tampones de forma permanente

- Valor tampón: Cantidad de H+ (mEq/L) que pueden añadirse ó eliminarse de una solución resultando en un cambio de pH de 1

- pK de un ácido: K constante de disociación: K = [H+] [base] / [ácido]

- pH = pK + log [base] / [ácido] Ecuación de Henderson-Hasselbach

SISTEMAS TAMPÓN :

- En el rango fisiológico: bicarbonato, fosfatos, y proteínas actúan como tampones de forma permanente

- Valor tampón: Cantidad de H+ (mEq/L) que pueden añadirse ó eliminarse de una solución resultando en un cambio de pH de 1

- pK de un ácido: K constante de disociación: K = [H+] [base] / [ácido]

- pH = pK + log [base] / [ácido] Ecuación de Henderson-Hasselbach


1.- Sistema Bicarbonato : - Consta de una pareja de tampones de ácido débil (ácido carbónico) y su base conjugada (bicarbonato)- Su capacidad de actuar como tampón de ácidos se debe en gran parte a la capacidad de los pulmones de eliminar CO2

- A 37ºC: 0.03 mmol de CO2 por mmHg se disuelve en 1L de plasma, [CO2] disuelto:

0.03 x PaCO2 mmol/L, CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

En plasma: - equilibrio de esta reacción desplazado hacia la izquierda - 1000 veces más CO2 disuelto en plasma que en forma de ácido carbónico

- CO2 disuelto en equilibrio con el ácido carbónico no disociado de la

ecuación de H-H para el sistema bicarbonato: pH = pK + log [ HCO3

-] / [CO2 + H2CO3]

dado que [H2CO3] insignificante → pH = pK + log [HCO3-] / 0.03 x PaCO2

Según el diagrama de Henderson-Hasselbach: para cada valor de pH y [ HCO3-] existe un valor correspondiente de PaCO2

1.- Sistema Bicarbonato : - Consta de una pareja de tampones de ácido débil (ácido carbónico) y su base conjugada (bicarbonato)- Su capacidad de actuar como tampón de ácidos se debe en gran parte a la capacidad de los pulmones de eliminar CO2

- A 37ºC: 0.03 mmol de CO2 por mmHg se disuelve en 1L de plasma, [CO2] disuelto:

0.03 x PaCO2 mmol/L, CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

En plasma: - equilibrio de esta reacción desplazado hacia la izquierda - 1000 veces más CO2 disuelto en plasma que en forma de ácido carbónico

- CO2 disuelto en equilibrio con el ácido carbónico no disociado de la

ecuación de H-H para el sistema bicarbonato: pH = pK + log [ HCO3

-] / [CO2 + H2CO3]

dado que [H2CO3] insignificante → pH = pK + log [HCO3-] / 0.03 x PaCO2

Según el diagrama de Henderson-Hasselbach: para cada valor de pH y [ HCO3-] existe un valor correspondiente de PaCO2


2.- Sistema Fosfatos :

- Sistema tampón que consta de 2 pares de aniones: mono y dihidrógeno de fosfato, equilibrio: H2PO4

- H+ + HPO42-

- El pK de la forma ácida: 6.8, cercano a 7- Ejercen su acción sobre todo en el medio intracelular

3.- Proteínas:- Varios grupos de proteínas pueden actuar como potenciales tampones- Pero sólo el grupo de los imidazoles posee un pK situado en el rango del pH sangre- Grupo imidazol sito en el residuo histidina de las cadenas peptídicas - pK oscilan: 5.5-8.5, amplio rango de tampón- Hemoglobina: rango pK 7-8- Hemoglobina en forma desoxi-Hb ácido más débil que Hb en forma oxi-Hb- A medida que oxígeno liberado de la Hb en capilares tisulares, los grupos imidazol Hb eliminan H+ del interior hematíes CO2 se transporte en forma de bicarbonato

- Este mismo proceso se revierte en capilares pulmonares

2.- Sistema Fosfatos :

- Sistema tampón que consta de 2 pares de aniones: mono y dihidrógeno de fosfato, equilibrio: H2PO4

- H+ + HPO42-

- El pK de la forma ácida: 6.8, cercano a 7- Ejercen su acción sobre todo en el medio intracelular

3.- Proteínas:- Varios grupos de proteínas pueden actuar como potenciales tampones- Pero sólo el grupo de los imidazoles posee un pK situado en el rango del pH sangre- Grupo imidazol sito en el residuo histidina de las cadenas peptídicas - pK oscilan: 5.5-8.5, amplio rango de tampón- Hemoglobina: rango pK 7-8- Hemoglobina en forma desoxi-Hb ácido más débil que Hb en forma oxi-Hb- A medida que oxígeno liberado de la Hb en capilares tisulares, los grupos imidazol Hb eliminan H+ del interior hematíes CO2 se transporte en forma de bicarbonato

- Este mismo proceso se revierte en capilares pulmonares


SISTEMA RESPIRATORIO:-Mediante la modificación del nivel de ventilación se regula el pH PaCO2 = VCO2 (producción tisular CO2) / VA (ventilación alveolar)

- Si acidosis: ↑ [H+] Quimiorreceptores ↑ VA PaCO2 ↑ pH

- Mecanismo muy sensible e inmediato al inicio de la acidosis

- Si alcalosis: VA ↑ PaCO2 pH

- Se induce así alcalosis ó acidosis respiratoria como mecanismos de compensación respiratoria, respectivamente

SISTEMA RENAL:- Controlan la acidosis ó alcalosis mediante:- Excreción de ácidos fijos- Reteniendo bicarbonato- Reduciendo la excreción de hidrogeniones- Reduciendo la retención de bicarbonato

SISTEMA RESPIRATORIO:-Mediante la modificación del nivel de ventilación se regula el pH PaCO2 = VCO2 (producción tisular CO2) / VA (ventilación alveolar)

- Si acidosis: ↑ [H+] Quimiorreceptores ↑ VA PaCO2 ↑ pH

- Mecanismo muy sensible e inmediato al inicio de la acidosis

- Si alcalosis: VA ↑ PaCO2 pH

- Se induce así alcalosis ó acidosis respiratoria como mecanismos de compensación respiratoria, respectivamente

SISTEMA RENAL:- Controlan la acidosis ó alcalosis mediante:- Excreción de ácidos fijos- Reteniendo bicarbonato- Reduciendo la excreción de hidrogeniones- Reduciendo la retención de bicarbonato

Acidosis

Alcalosis

TRASTORNOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASETRASTORNOS DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

ACIDOSIS RESPIRATORIA :

- La PaCO2 depende del nivel de ventilación pulmonar

- Los sistemas de control permiten mantenerla alrededor de 40 mmHg normalmente

- Si VA ↑ PaCO2 pH, el nivel de pH para cada nivel de PaCO2 depende del

bicarbonato y otros tampones en sangre

- En acidosis respiratoria: ↑ bicarbonato para tamponar H+ liberados por la disociación ácido carbónico

- Si se mantiene la hipercapnia: ↑ bicarbonato por efecto compensación renal, riñón ↑ excreción ácidos y cloro alcalosis hipoclorémica

- Tiempo para tamponamiento completo: 3-5 días

- Tener en cuenta, que según la ecuación del gas alveolar: Acidosis respiratoria Hipoxemia MUERTE per se !!

- Aparte de corregir la acidosis: Adecuada oxigenación, ↑ nivel ventilación (ventilación

mecánica, invasiva ó no), especialmente si PaCO2 > 60 mmHg !!


- La PaCO2 depende del nivel de ventilación pulmonar

- Los sistemas de control permiten mantenerla alrededor de 40 mmHg normalmente

- Si VA ↑ PaCO2 pH, el nivel de pH para cada nivel de PaCO2 depende del

bicarbonato y otros tampones en sangre

- En acidosis respiratoria: ↑ bicarbonato para tamponar H+ liberados por la disociación ácido carbónico

- Si se mantiene la hipercapnia: ↑ bicarbonato por efecto compensación renal, riñón ↑ excreción ácidos y cloro alcalosis hipoclorémica

- Tiempo para tamponamiento completo: 3-5 días

- Tener en cuenta, que según la ecuación del gas alveolar: Acidosis respiratoria Hipoxemia MUERTE per se !!

- Aparte de corregir la acidosis: Adecuada oxigenación, ↑ nivel ventilación (ventilación

mecánica, invasiva ó no), especialmente si PaCO2 > 60 mmHg !!


ACIDOSIS RESPIRATORIA : - Causas de Acidosis Respiratoria agudas:--- Obstrucción Vía Aérea--- Estatus Asmático--- Neumonía--- Edema Pulmonar--- Enfermedades Neuromusculares--- Fallos Restrictivos Caja Torácica

- Causas de Acidosis Respiratoria Crónicas: Secundarias a neumopatías crónicas quecursan con deterioro del sistema de ventilación alveolar (alvéolos, vías aéreas, y cajatorácica). --- Presentan hipercapnia crónica, si bien aparecen descompensaciones--- Posible aparición de encefalopatía hipercápnica:--- Evitar uso de sedantes y de ↑ fracciones oxígeno--- Tratar causa desencadenante--- Alcalosis metabólica--- Se intenta evitar la intubación y VM, prefiriendo, en todo caso, la no invasiva

ACIDOSIS RESPIRATORIA : - Causas de Acidosis Respiratoria agudas:--- Obstrucción Vía Aérea--- Estatus Asmático--- Neumonía--- Edema Pulmonar--- Enfermedades Neuromusculares--- Fallos Restrictivos Caja Torácica

- Causas de Acidosis Respiratoria Crónicas: Secundarias a neumopatías crónicas quecursan con deterioro del sistema de ventilación alveolar (alvéolos, vías aéreas, y cajatorácica). --- Presentan hipercapnia crónica, si bien aparecen descompensaciones--- Posible aparición de encefalopatía hipercápnica:--- Evitar uso de sedantes y de ↑ fracciones oxígeno--- Tratar causa desencadenante--- Alcalosis metabólica--- Se intenta evitar la intubación y VM, prefiriendo, en todo caso, la no invasiva



- Causas de Acidosis Respiratoria Crónicas:--- EPOC--- Fibrosis Pulmonar--- Cifoescoliosis--- Obesidad mórbida--- Enfermedades Neuromusculares--- Encefalopatías--- Etc…


- Causas de Acidosis Respiratoria Crónicas:--- EPOC--- Fibrosis Pulmonar--- Cifoescoliosis--- Obesidad mórbida--- Enfermedades Neuromusculares--- Encefalopatías--- Etc…


ACIDOSIS METABÓLICA (Acidosis no respiratoria):

- Si acidemia grave: pH < 7.2; Efectos sistémicos: cardiovasculares, gasto cardiaco, TA, arritmias, flujo sanguíneo periférico, extracción glucosa tejidos, captaciónácido láctico por hígado, hiperkaliemia (↑ secreción potasio), alteración metabolismocerebral Obnubilación y Coma

-Tratamiento: En general, Bicarbonato + Causa desencadenante

---- Acidosis láctica: Causa específica + Oxigenación

---- Cetoacidosis diabética: Insulina + líquidos + electrolitos

- Etiología múltiple:--- Cetoacidosis: Diabetes, Alcoholismo, Desnutrición extrema

--- Acidosis láctica: Shock etiología diversa, Insuf. Resp. Aguda, Anemia

--- Pérdida bicarbonato: Diarrea, Disfunción Renal

--- Sustancias Tóxicas: Etanol, Metanol, Salicilatos, Cloruro de Amonio

ACIDOSIS METABÓLICA (Acidosis no respiratoria):

- Si acidemia grave: pH < 7.2; Efectos sistémicos: cardiovasculares, gasto cardiaco, TA, arritmias, flujo sanguíneo periférico, extracción glucosa tejidos, captaciónácido láctico por hígado, hiperkaliemia (↑ secreción potasio), alteración metabolismocerebral Obnubilación y Coma

-Tratamiento: En general, Bicarbonato + Causa desencadenante

---- Acidosis láctica: Causa específica + Oxigenación

---- Cetoacidosis diabética: Insulina + líquidos + electrolitos

- Etiología múltiple:--- Cetoacidosis: Diabetes, Alcoholismo, Desnutrición extrema

--- Acidosis láctica: Shock etiología diversa, Insuf. Resp. Aguda, Anemia

--- Pérdida bicarbonato: Diarrea, Disfunción Renal

--- Sustancias Tóxicas: Etanol, Metanol, Salicilatos, Cloruro de Amonio


ALCALOSIS RESPIRATORIA:

- Hiperventilación: PaCO2 < 35 mmHg

- Hipocapnia H+ Bicarbonato ↑ pH

- En general, las consecuencias de la alcalosis no son manifiestas

- Causas más frecuentes:

--- Ansiedad

--- Encefalitis

--- Tumores cerebrales

--- Fiebre

--- Agudización asma

--- Embolia Pulmonar

--- Altura

--- Embarazo

ALCALOSIS RESPIRATORIA:

- Hiperventilación: PaCO2 < 35 mmHg

- Hipocapnia H+ Bicarbonato ↑ pH

- En general, las consecuencias de la alcalosis no son manifiestas


--- Ansiedad

--- Encefalitis

--- Tumores cerebrales

--- Fiebre

--- Agudización asma

--- Embolia Pulmonar

--- Altura

--- Embarazo


ALCALOSIS METABÓLICA:

- Como consecuencia de una pérdida excesiva de ácidos, como consecuencia de la ingesta, infusión ó exceso de reabsorción renal de álcalis (bicarbonato)

- Alcalemia grave, pH > 7.6: VC arterial flujo miocárdico y cerebral, Cefalea, Convulsiones, Delirio, Letargia, Arritmias, Miocardio muy sensible a la isquemia- En pacientes con neumopatías: Ventilación Se asocia a hipercapnia !- Hipopotasemia: Arritmias, Debilidad muscular, Poliuria- Alcalosis: Estimula glicolisis anaerobia ↑ Ácido láctico y ceto-ácidos- Alcalosis aguda: ↑ unión oxígeno Hb liberación tejidos hipoxia tisular- Alcalosis crónica: ↑ [2,3-difosfoglicérico] hematíes liberación oxígeno

-Tratamiento: ---- Causa desencadenante---- Inhibir vómitos---- Reducir dosis diuréticos---- Repleción de líquidos con potasio y cloro---- En casos graves/muy graves: Ácido clorhídrico a dosis ajustadas ó su precursor (Cloruro de amonio), Hemodiálisis + Ultrafiltración


- Como consecuencia de una pérdida excesiva de ácidos, como consecuencia de la ingesta, infusión ó exceso de reabsorción renal de álcalis (bicarbonato)

- Alcalemia grave, pH > 7.6: VC arterial flujo miocárdico y cerebral, Cefalea, Convulsiones, Delirio, Letargia, Arritmias, Miocardio muy sensible a la isquemia- En pacientes con neumopatías: Ventilación Se asocia a hipercapnia !- Hipopotasemia: Arritmias, Debilidad muscular, Poliuria- Alcalosis: Estimula glicolisis anaerobia ↑ Ácido láctico y ceto-ácidos- Alcalosis aguda: ↑ unión oxígeno Hb liberación tejidos hipoxia tisular- Alcalosis crónica: ↑ [2,3-difosfoglicérico] hematíes liberación oxígeno

-Tratamiento: ---- Causa desencadenante---- Inhibir vómitos---- Reducir dosis diuréticos---- Repleción de líquidos con potasio y cloro---- En casos graves/muy graves: Ácido clorhídrico a dosis ajustadas ó su precursor (Cloruro de amonio), Hemodiálisis + Ultrafiltración




--- Ingestión ó administración excesiva de alcalinos:

------ Bicarbonato

------ Ingestión de antiácidos

--- Pérdidas de iones hidrógeno (H+)

------ Vómitos

------ Fístulas gástricas

------ Diuréticos

------ Tratamiento con corticosteroides



--- Ingestión ó administración excesiva de alcalinos:

------ Bicarbonato

------ Ingestión de antiácidos

--- Pérdidas de iones hidrógeno (H+)

------ Vómitos

------ Fístulas gástricas

------ Diuréticos

------ Tratamiento con corticosteroides

PRÓXIMA SESIÓN, DIA 14-3-2008PRÓXIMA SESIÓN, DIA 14-3-2008

Área Temática II: Estudio de situaciones fisiopatológicas como substrato de Enfermedades Respiratorias de alta prevalencia, 5 temas:

- Insuficiencia Respiratoria Aguda y Crónica- EPOC- Ventilación Mecánica

- Intercambio de Gases

- Fisiopatología de la Neumonía

Área Temática II: Estudio de situaciones fisiopatológicas como substrato de Enfermedades Respiratorias de alta prevalencia, 5 temas:

- Insuficiencia Respiratoria Aguda y Crónica- EPOC- Ventilación Mecánica

- Intercambio de Gases

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Fisiopatologia Respiratoria

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